роторное устройство для скашивания и измельчения травяной растительности

Формула изобретения

1. Роторное устройство для скашивания и измельчения травяной растительности, содержащее закрепленные на раме плуга-картофелекопателя вертикальные роторы, включающие вал, установленный в корпусе подшипников, и закрепленный на валу рабочий орган, отличающееся тем, что на верхнем конце вала установлен шкив, передающий вращение от вала отбора мощности трактора с помощью клиноременной передачи через вариатор на конический редуктор, а рабочий орган состоит из нескольких рядов жестких звездчатых дисков с выступающими концами, на которых неподвижно установлены катушки со шпулями с фиксирующим устройством и намотанными на них гибкими режущими нитями.

2. Роторное устройство по п.1, отличающееся тем, что ряды звездчатых дисков повернуты относительно оси вала по отношению друг к другу на угол 30 90°.

3. Роторное устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве гибких режущих нитей использованы стальной канат или нейлоновая леска необходимой толщины.

4. Роторное устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве фиксирующего устройства для регулирования длины вытягиваемой нити со шпули использована цанга стопорного устройства, расположенная в корпусе катушки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам для скашивания и измельчения травяной растительности, например ботвы картофеля перед его выкопкой.

Известны различные устройства уборки ботвы картофеля (аппарат ботвотеребильный, аппарат с цепным ротором, аппарат бильного действия).

Для удаления и сбора ботвы в настоящее время в России применяются машины КИР-1,5 и УБД [Карпенко А.Н, Халанский В.М. Сельскохозяйственные машины, 1989, с.233]. Косилка-измельчитель КИР-1,5 применяется для скашивания и измельчения стеблей кукурузы, подсолнечника и картофельной ботвы. Измельчающий барабан представляет собой трубчатый вал, на котором по винтовой линии шарнирно закреплены молотковые ножи. Измельченная масса поступает в бункер или загружается в кузов транспортного средства, а также может распределяться по полю. Недостатки машины: невысокое качество измельчения массы и увеличение нагрузки на дробильный аппарат, в результате чего часто ломаются молотки и нарушается динамическая уравновешенность дробителя.

Ботвоуборочная машина УБД-3А [http://bse.sci-lib.com/article129136.html] предназначена для уборки зеленой картофельной ботвы, викоовсяной смеси, люпина, клевера и других кормовых культур на силос или для непосредственного скармливания животным. Машина убирает одновременно три ряда с междурядьями 60-70 см.

При наличии шнека и швырялки в машине УБД-3А часть нагрузки с дробильного рабочего органа снимается, но зато усложняется конструкция, увеличивается масса и снижается производительность из-за необходимости очистки шнека и швырялки, особенно при уборке полуотмершей или подмороженной ботвы. Также недостатком машины является то, что ботву, расположенную в междурядьях, ножи ротора не захватывают.

Известны ботвоуборочные машины (RU 2034433, МКИ AOD 23/02, 05.10.1995 г.), включающие ротационные рабочие органы с вертикальной осью вращения, рабочая поверхность которых имеет винтообразную форму, кожух для направления и устройство для выгрузки ботвы.

Недостатком известной ботвоуборочной машины является то, что при работе происходит разброс ботвы перед машиной, в результате чего снижается производительность машины. Ботва, которая остается за ботвоудаляющей машиной, мешает протеканию технологического процесса уборки картофеля.

Серия существующих зарубежных ботвоудалителей KS75-4 KS-3000 4LK310 производства GRIMME [http://land.terrion.ru/botvoudalitel] предназначена для удаления ботвы картофеля моркови, цикория. Рабочие органы ударного действия представлены в виде ножей, которые устанавливаются на горизонтальный вал.

Недостатками ботвоудалителей является нечувствительность к камням, так как они подвижны в боковом и продольном направлениях, дорогое обслуживание и высокая цена.

Известны различные газонокосилки, электрические, бензиновые механические, самоходные все они предназначены для стрижки и скашивания травы [http.//www.mk-krot.ru/gazon]. Ручная механическая коса модель 80665 вращательного действия (триммер), рабочим органом которой является режущая головка, установленная на валу, состоящая из шпульки держателя самой шпульки и капроновой лески. Частота вращения без нагрузки составляет 2900-3200 об/мин, а максимальная частота вращения 8500 об/мин, что позволяет не просто срезать траву, а превращать ее в мульчу (то есть сильно измельчать), что способствует обогащению почвы.

Недостатками газонокосилок является то, что они предназначены только для стрижки и скашивания травы на горизонтальных наклонных и неровных поверхностях небольших площадей, у этих устройств незначительная ширина захвата скашивания и необходимость движения их сверху вниз при скашивании высоких растений.

В качестве прототипа предлагаемого изобретения использован плуг-картофелекопатель (RU № 2236771, МПК А01В 17/00, А01D 13/00).

Это устройство не предназначено для скашивания и измельчения травяной растительности, но имеет наибольшее сходство по технической сущности с изобретением, поскольку заявитель именно на базе данного орудия создал патентуемое изобретение. Прототип содержит установленные последовательно пассивный плужный корпус с укороченным отвалом и активный ротор. Ротор установлен вертикально, имеет вал, на котором закреплено два типа рабочих органов. Ротор связан передачей с валом отбора мощности трактора (ВОМ). Основная работа плуга-картофелекопателя - это вспашка почвы с выкапыванием картофеля.

Заявителем была сформирована задача расширить функциональные возможности известного устройства и на базе его разработать устройство для скашивания и измельчения травяной растительности.

Цель предложенного нами устройства - расширить функциональные возможности существующего плуга картофелекопателя с расширением универсализации рабочих органов.

Поставленная цель решена предлагаемым изобретением, в котором, скашивание и измельчение травяной растительности осуществляется посредством использования роторного устройства, представляющего собой закрепленные на раме плуга-картофелекопателя вертикальные роторы, включающие вал, установленный в корпусе подшипников, и закрепленный на валу рабочий орган, в отличие от прототипа на верхнем конце вала установлен шкив, передающий вращение от вала отбора мощности трактора с помощью клиноременной передачи через вариатор на конический редуктор, а рабочий орган состоит из нескольких рядов жестких звездчатых дисков с выступающими концами, на которых неподвижно установлены катушки со шпулями с фиксирующим устройством и намотанными на них гибкими режущими нитями. Ряды звездчатых дисков повернуты относительно оси вала по отношению друг к другу на угол 30 90°, что позволяет увеличить измельчение ботвы, а за пределами указанных величин измельчение фракций будет более крупным, что снизит качество измельчаемого продукта и увеличит сроки перегнивания ботвы. В качестве гибких режущих нитей использованы стальной канат или нейлоновая леска необходимой толщины. В качестве фиксирующего устройства для регулирования длины вытягиваемой нити со шпули использована цанга стопорного устройства, расположенная в корпусе катушки.

Предлагаемое техническое решение позволяет при необходимости трансформировать плуг-картофелекопатель в устройство для скашивания и измельчения травяной растительности и выполнять несколько функций. Таким образом, обеспечивается расширение функциональных возможностей плуга-картофелекопателя и за счет этого расширение диапазона его использования.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на Фиг.1 представлена общая схема роторного устройства на базе плуга-картофелекопателя с элементами привода (вид сверху);

на Фиг.2 - роторное устройство с элементами рабочего органа;

на Фиг.3 - рабочий орган, состоящий из нескольких рядов жестких звездчатых дисков с неподвижно установленными катушками;

на Фиг.4 - рабочий элемент катушки со шпулями и намотанными на них гибкими режущими нитями.

Устройство содержит (Фиг.1, 2) раму 1 трехкорпусного роторного плуга-картофелекопателя, на котором установлены вертикальные роторы 3, которые содержат вертикальный вал 7, на верхнем конце которого установлен шкив 10, передающий вращение от вала отбора мощности трактора с помощью клиноременной передачи 4 через вариатор 2 на конический редуктор 5.

Вал 7 находится в корпусе 8 подшипников, а в нижней части вала установлен рабочий орган 9.

С целью качественного измельчения скашиваемой растительности рабочий орган 9 (Фиг.3) состоит из несколько рядов жестких звездчатых дисков 13 с выступающими концами, на которых неподвижно установлены катушки 11 со шпулями и намотанными на них гибкими режущими нитями 12 (нейлоновая леска или металлический тросик). Ряды звездчатых дисков 13 повернуты относительно оси вала по отношению друг к другу на угол 30 90°. Внутри катушки 11 (Фиг.4) находится шпуля 14 с намотанными на нее гибкими режущим нитями 12. Для регулирования длины вытягиваемой нити 12 со шпули 14 установлена цанга 15 стопорного устройства, расположенного в катушке.

Таким образом, предлагаемое роторное устройство для скашивания и измельчения травяной растительности имеет следующие технические характеристики. Ширина захвата зависит от количества рабочих органов и расстоянием между гребнями, которое составляет 70 см. Колея пропашного трактора устанавливается на ширину 140 см, высота ротора 550 мм, диаметр режущего элемента - нейлоновой лески 3 4 мм, стального каната - 2 3 мм, способ соединения с трактором навесной. Привод ротора - механический от вала отбора мощности трактора. Частота вращения ротора регулируется вариатором и составляет от 1000 до 3500 об/мин.

Устройство работает следующим образом. С целью скашивания ботвы плуг-картофелекопатель трансформируют, для чего снимают пассивный и активный рабочие органы и на место активного рабочего органа устанавливают предлагаемый ротор 3. Дополнительно для увеличения оборотов ротора устанавливают вариатор 2. Рабочим органом 9 производят резку ботвы, при этом кусочки измельченной ботвы, падая в низ, попадают под вращение нижерасположенных режущих нитей 12. В результате действия центробежных сил срезанные кусочки будут иметь хаотичное движение в пространстве и расщепление стеблей массы будет иметь как поперечное, так и продольное направления, что позволяет не просто срезать ботву и превращать ее в мульчу (то есть сильно измельчать), но распределять по поверхности поля, что способствует обогащению почвы. После скашивания и измельчения ботвы устройство трансформируют в плуг-картофелекопатель и производят уборку картофеля.

Испытание опытного образца устройства показал его успешную работу как плуга-картофелекопателя и как роторного устройства для измельчения и скашивания ботвы. Получены следующие технические результаты: снизилась энергоемкость и металлоемкость машины, уменьшилась стоимость машины, увеличилась производительность машины и полнота скашивания ботвы, улучшилось качество убираемого продукта и обогащение почвы за счет эффективного измельчения картофельной ботвы и перехода ее в гумус.

Изобретение особенно необходимо фермерским хозяйствам, так как позволяет сократить в хозяйстве парк машин.